الوقت المقدر للقراءة: 3 دقائق
الشمس كان لها حلقات مثل زحل!
ربما قد منعت حلقات الغبار هذه الأرض من النمو إلى أرض عملاقة.
من المتوقع أن الشمس كان لها حلقات قبل وجود الأرض والنظام الشمسي. حيث يعتقد أنها كانت محاطة بحلقات ضخمة من الغبار مشابهة لحلقات زحل وفقاً دراسة جديدة.
وربما قد منعت هذه الحلقات الغبارية الأرض من النمو لتصبح أرضاً عملاقة. وهي نمط من الكواكب يكبر الأرض بمرتين وكتلتها تزيد عن كتلة الأرض بعشر مرات. وقد وجد العلماء أراضٍ عملاقة تدور حول ٣٠٪ من النجوم الشبيهة بالشمس في مجرتنا.
مضخات الضغط
أثار حدوث الأراضي العملاقة هذه في العديد من الأنظمة الكثير من الأسئلة التي لم يجد لها العلماء إجابة. أول هذه الأسئلة: إذا كانت الأراضي العملاقة شائعة جداً في النظام الشمسي، فلماذا لا يوجد في نظامنا الشمسي واحدة منها؟ هذا ما طرحه أندريه إيزيدورو، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة رايس في هيوستن تكساس.
ولاكتشاف ذلك أنشأ أيزيدورو وزملاؤه نماذج محاكاة حاسوبية لنشوء النظام الشمسي. هذا النظام الذي ظهر من غبار سحابة غبارية منهارة من الغبار والغاز تعرف باسم السديم الشمسي.
وقد أشارت نمذجاتهم إلى أن «مضخات» الضغط، أو مناطق الغبار والغاز عالية الضغط كانت ستحيط بالشمس الوليدة. ويرجح أن مناطق الضغط المنخفض هذه قد نشأت عندما تحركت الجزيئات نحو الشمس بفعل قوى جاذبيتها الشديدة، فارتفعت حرارتها وأطلقت كميات كبيرة من الغاز المتبخر.
وما أظهرته النمذجات وجود ٣ مناطق مختلفة على الأرجح تبخرت فيها الجزيئات الصلبة إلى غاز وتسمى «خطوط التصعيد أو التسامي».
حيث تحولت السيليكات الصلبة إلى غاز في أقرب خط للشمس، أو أكثر المناطق هذه حرارة. أما في الخط المتوسط ارتفعت حرارة الجليد بما يكفي ليتحول إلى غاز. وتحول أحادي أكسيد الكربون في الخط البعيد إلى غاز.
وتتعرض الجزيئات كالغبار إلى الدفع بقوة نوعاً ما إلى هذه المضخات وتبدأ بالتراكم. إذ يتمثل تأثير مضخة الضغط بأنها تجمع جزيئات الغبار ولهذا نشاهد الحلقات. ولو لم تكن مضخات الضغط هذه موجودة، لكانت الشمس قد ابتلعت الجزيئات بسرعة، دون أن تترك أية بذرة لتنشأ منها الكواكب. ويجب إيقاف ذلك لإعطائها الوقت الكافي لتكبر وتصبح كواكب.
بذور الكواكب
ومع مرور الزمن تبرد الغاز والغبار المحيط بالشمس، واقتربت خطوط التصعد من الشمس أكثر. وسمحت هذه العملية بتراكم الغبار ليشكل أنوية كواكب، أو بذرة كواكب بحجم الكويكب. والتي يمكنها التجمع مع بعضها لتشكل الكواكب.
يقول إيزيدورو: نماذجنا تظهر أن مضخات الضغط يمكنها أن تعمل عمل مصانع بذور الكواكب. حيث نظمت مضخات الضغط هذه كمية المواد المتاحة لتشكيل الكواكب في النظام الشمسي الداخلي.
ما الذي نتج عن الحلقات؟
وفقاً للنمذجات، شكلت أقرب الحلقات إلى الشمس كواكب النظام الشمسي الداخلية (عطارد والزهرة والأرض والمريخ). وأصبحت الحلقة الوسطى في النهاية كواكب النظام الشمسي الخارجية. بينما شكلت الحلقة الأبعد عن الشمس الكويكبات والمذنبات وغيرها من الأجسام في حزام كايبر، وهو المنطقة التي تقع بعد مدار نبتون.
وما تظهره المحاكاة أيضاً، أنه لو تأخر تشكل الحلقة الوسطى، لكانت قد تشكلت أراضٍ عملاقة في النظام الشمسي. ففي الوقت الذي تتشكل فيه مضخات الضغط في هذه الحالة، يكون قد سبق ذلك دخول كميات كبيرة من المواد إلى النظام الشمسي الداخلي ولكان مناسباً لتشكل أراضٍ عملاقة. إذاً فالوقت الذي تشكلت فيه مضخات الضغط هذه قد يكون جانباً مفتاحياً للنظام الشمسي.
ملخص المقال
يتوقع أن الشمس كان لها حلقات غبارية وغازية قبل وجود الأرض والنظام الشمسي.
وأظهرت نماذج محاكاة حاسوبية تشكل مضخات الضغط أو مناطق الضغط المرتفع من الغبار والغاز حول الشمس، وتكونت ثلاث حلقات.
وقد منعت هذه الحلقات الشمس من ابتلاع المواد التي شكلت أنوية الكواكب. وبهذا تكونت كواكب النظام الشمسي الداخلية من الحلقة الأقرب للشمس، والكواكب الخارجية من الوسطى، والحلقة الأخيرة نشأ منها حزام كايبر.
وما تظهره المحاكاة أيضاً، أنه لو تأخر تشكل الحلقة الوسطى، لكانت قد تشكلت أراضٍ عملاقة في النظام الشمسي. إذ أنها منعت دخول كميات كبيرة من المواد -اللازمة لنشوء أرض عملاقة- إلى النظام الشمسي الداخلي.